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Nanofabrica sobre los beneficios y aplicaciones de la impresión 3D a microescala

Publicado el febrero 10, 2021 por Alicia M.

Uno de los principales beneficios que tiene la fabricación aditiva frente a la fabricación tradicional es su capacidad de personalizarse para uso individual, sin importar el tamaño de la pieza. Nunca es esto más evidente que con la impresión 3D a microescala, que permite la creación de estructuras en miniatura customizadas a escalas micrométricas. Es útil para una variedad de productos, incluidos dispositivos electrónicos y médicos. También es ideal para el sector aeroespacial, donde los usuarios crean piezas que pueden ser demasiado costosas o incluso imposibles de producir mediante la fabricación tradicional. Una empresa que ha sido líder en impresión 3D a microescala es Nanofabrica. Nos reunimos con Avi Cohen para hablar sobre su tecnología y los beneficios y aplicaciones de esta impresión 3D en una variedad de industrias.

3DN: ¿Podrías presentarte y contar tu conexión con la fabricación aditiva?

Mi nombre es Avi Cohen y recientemente comencé a trabajar con Nanofabrica como EVP Global Sales. Mi carrera comenzó en ventas, marketing y puestos gerenciales de alto nivel en varias empresas biomédicas, y tengo más de 20 años de experiencia en el sector de la fabricación aditiva, comenzando en 1999 cuando me uní a Stratasys. Trabajando a la vanguardia de la revolución de la fabricación digital, tengo un conocimiento profundo y una asociación con la comunidad internacional de impresión 3D.

Avi Cohen con TERA 250 | Créditos: Nanofabrica

3DN: ¿Qué es Nanofabrica y cómo empezó? ¿Cuál es vuestra misión?

Nanofabrica se formó en 2016, y desde el principio su misión fue desarrollar un proceso de fabricación aditiva para la micro-fabricación, más precisamente para los fabricantes que buscan producir partes con características y tolerancias de micrones, o áreas de piezas más grandes de las cuales necesitan alcanzar tolerancias de micrones extremadamente ajustadas y detalles finos.

La empresa reconoció dos tendencias que estaban en juego. Existía un interés enorme y creciente en el uso de la fabricación aditiva para aplicaciones de producción y también el impulso industrial hacia la miniaturización de piezas y componentes. Entre las razones encontramos la fabricación de dispositivos médicos mínimamente invasivos, el peso ligero en industrias como la automotriz y la aeroespacial, y la reducción del tamaño para un número creciente de aplicaciones microelectrónicas, portátiles e inteligentes.

3DN: ¿Puedes contarnos más sobre el Tera 250 y su tecnología de resolución a micro escala?

El Tera 250 se basa en un motor de procesador de luz digital. Para lograr niveles de resolución de micrones repetibles, el Tera 250 combina el innovador Micro DLP con el uso de óptica adaptativa inteligente. Esta herramienta, junto con una serie de sensores, permite un circuito de retroalimentación cerrado. Este es el elemento central que permite al Tera 250 alcanzar una precisión muy alta sin dejar de ser rentable como solución de fabricación. Es la primera vez que se aplica la óptica inteligente adaptativa a una tecnología 3D. Así logra fabricar piezas a una velocidad y un coste por pieza que la hace comercialmente viable. Al mismo tiempo, permite la fabricación a gran escala de decenas de miles de piezas. Esto es gracias a los avances en hardware, software y materiales.

El TERA 250 | Créditos: Nanofabrica

El aspecto más singular de la tecnología es, de hecho, la razón de su nombre. El sistema de impresión 3D de Nanofabrica tiene 250 tera voxels en el volumen de construcción de la máquina, de ahí el Tera 250. Esta cantidad de tera voxels básicamente significan 250 billones de voxels en el área de construcción de la impresora 3D. No existe otra máquina con tal capacidad de vóxel, y debido a esto, el Tera 250 puede aplicar tantos datos en una parte, lo que significa que se puede lograr una precisión de nivel de micras y alta precisión. Además, nuestra capacidad de vóxel significa que podemos colocar una gran cantidad de piezas de uso final en un volumen de construcción.

3DN: ¿Cuáles son los desafíos de utilizar un proceso de impresión 3D a microescala? ¿Y los beneficios?

Un desafío es que los clientes son mucho más exigentes. Las empresas saben que su paso al uso de fabricación aditiva como alternativa o tecnología complementaria de los procesos de fabricación convencionales les aportará valor.

En cuanto a los beneficios, son numerosos y fundamentales para impulsar la producción innovadora, rentable y oportuna de micropartes y componentes. Quizás sea de interés clave el hecho de que la impresión 3D es independiente de la complejidad de las piezas y es posible diseñar y fabricar geometrías únicas. Como tal, el sistema Tera 250 se convierte en una tecnología habilitadora y un verdadero estimulador de la innovación, haciendo posible la fabricación de piezas y características que antes eran imposibles.

Nanofabrica es conocida por su tecnología de micro resolución | Créditos: Nanofabrica

Esta tecnología tampoco requiere costes de instalación. Las herramientas necesarias para los procesos de fabricación tradicionales no solo tienen un impacto negativo en el tiempo de comercialización, sino que también hacen que dichos procesos no sean económicos para las series de producción pequeñas o medianas. Para las tecnologías de fabricación aditiva, las series pequeñas y medianas son rentables, tal vez incluso podrían considerarse el punto óptimo para la tecnología. La impresión 3D permite la personalización y la capacidad de usar la misma plataforma de fabricación para la creación de prototipos, lotes pequeños y fabricación en masa, y comenzarás a ver las muchas posibilidades que ahora existen para la microfabricación.

3DN: ¿Tiene ejemplos de piezas que solo se pueden hacer mediante este proceso?

Tenemos innumerables ejemplos de productos que son impensables o poco económicos de producir mediante procesos de fabricación convencionales, pero que podemos fabricar con el Tera 250. Por ejemplo, hicimos un conector a microescala. Utilizado en aplicaciones electrónicas precisas, este es un componente desafiante que se caracteriza por su tamaño extremadamente pequeño, geometría y características internas complejas (muy difíciles de lograr mediante las tecnologías de moldeo tradicionales) y requisitos de forma y ajuste exactos. Las características internas altamente complejas del conector necesitan herramientas de acero muy caras y que requieren mucho tiempo. Esto no ocurre con la fabricación aditiva, las piezas se producen de manera rentable y oportuna.

La impresión 3D a microescala se puede utilizar para crear piezas que son demasiado costosas o incluso imposibles de realizar con métodos tradicionales. | Créditos: Nanofabrica

3DN: ¿Cuáles son las aplicaciones más relevantes del uso de la impresión 3D a microescala? ¿Cómo ves su futuro?

Realmente no hay límite y las oportunidades solo están realmente restringidas a la imaginación. Sin embargo, hay algunas áreas obvias en las que la tecnología a microescala como la nuestra puede obviamente tener un gran impacto e interrumpir los procesos de fabricación tradicionales. Hemos identificado una serie de aplicaciones donde existe una creciente demanda del mercado, y la única ruta en este momento es a través de los métodos tradicionales desproporcionadamente caros o restrictivos, y donde el uso de fabricación aditiva puede abrir avances significativos en términos de diseño y funcionalidad.

Esto ocurre, por ejemplo, en el área de dispositivos médicos, industria de semiconductores , microelectrónica, MEMS y microfluidos, entre otros. Los microfluidos son un buen ejemplo de cómo una verdadera tecnología de microimpresión 3D puede superar los procesos tradicionales. Los canales de microfluidos se utilizan para mover volúmenes increíblemente pequeños de líquido y muchos de ellos incorporan componentes funcionales como filtros y bombas. Los procesos tradicionales de micro fabricación, como el micro moldeo, limitan enormemente la libertad de diseño de dichos canales de microfluidos, y es casi imposible fabricar subestructuras funcionales en ellos utilizando dichos procesos.

3DN: ¿Algunas últimas palabras para nuestros lectores?

Estos son tiempos emocionantes para la industria y para Nanofabrica. La mayor parte del sector ahora está analizando formas en las que incorporar la fabricación aditiva como un proceso que optimiza la producción, y muchos más están buscando formas de miniaturizar piezas y componentes. Nanofabrica existe en la confluencia de estas dos tendencias y, como tal, somos parte de ambas.

Nanofabrica puede imprimir piezas complejas que son más pequeñas que un centavo | Créditos: Nanofabrica

Como dije, la única restricción a las oportunidades que existen es nuestra imaginación. Con esto en mente, trabajamos de manera pragmática con los clientes y nos asociamos con ellos para evaluar cómo el Tera 250 puede ayudar en sus esfuerzos de fabricación. Por lo tanto, fomentamos una conversación y juntos podemos estimular la fabricación de soluciones innovadoras y rentables en toda la industria. Puedes conocer más sobre Nanofabrica AQUÍ.

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